Устранение вибрации на ниве 21214: Самые распространенные причины вибрации Нива ВАЗ 21213, 21214, 2131 lada 4×4

Содержание

Самые распространенные причины вибрации Нива ВАЗ 21213, 21214, 2131 lada 4×4

См. также Устранение вибриции кардана и центрирование раздатки

Запоминаем скорость автомобиля и обороты двигателя, при которых возникает вибрация в зоне крепления раздаточной коробки.

На стоящем автомобиле переводим рычаги коробки передач и раздаточной коробки в нейтральное положение и запускаем двигатель. Устанавливаем число оборотов коленчатого вала, соответствующее скорости автомобиля, при которой возникали вибрации. Если вибрация сохраняется, проверяем состояние и крепление опор силового агрегата.

Если вибраций не обнаружено, повторяем предыдущее испытание, включив прямую передачу в коробке передач. Если на этот раз вибрация проявилась, неисправен промежуточный вал (ослабло крепление фланцев, заедание шарнира, трещины эластичной муфты и т.п.).

Если вибраций нет, разгоняем автомобиль чуть выше отмеченной скорости и переводим рычаги коробки передач и раздаточной коробки в нейтральное положение. Причины вибрации в этом случае – дисбаланс межосевого дифференциала, переднего или заднего карданных валов, заедание их шарниров.

Также проверяем крепление раздаточной коробки к кузову: состояние резинометаллических опор (разрывы и отслоения резины недопустимы), затяжку гаек, отсутствие усталостных трещин на кузове.

Перед центрированием раздаточной коробки проверяем состояние опор силового агрегата и правильность их установки (центрирующие шайбы подушек двигателя должны входить в соответствующие отверстия боковых кронштейнов). Устанавливаем раздаточную коробку на автомобиль, не затягивая до конца гайки крепления кронштейнов ее подвески. Перемещая раздаточную коробку в продольном, поперечном и вертикальном направлении (подтягивая или ослабляя гайки ее крепления), добиваемся минимального и равномерного зазора между фланцами промежуточного вала и ведущего вала раздаточной коробки (фланцы должны быть на одном уровне и параллельны друг другу). Зазор между полом кузова и опорами заполняем регулировочными прокладками и совмещаем центрирующие пояски фланцев, слегка сдвинув раздаточную коробку вперед (на величину зазора между фланцами).

Окончательно затягиваем гайки крепления опор раздаточной коробки.

Наиболее распространённые причины и алгоритм поиска вибрации

Примечание:
Данный метериал представляет из себя выдержки из бесед в рабочем чате инженеров АвтоВАЗа и механиков дилерских автоцентров.

Приветствую!
Новый автомобиль вибрация сильная при 40-50 км/ч. Заменили фланец, промвал, раздатку. В итоге остались вибрирующие рычаги раздаточной коробки. Центровка (3100.25100.20529) не оказывает влияния, как и снятый передний кардан. Есть дельная информация по борьбе с вибрацией?

Добрый день!
Наиболее эффективные меры при устранении:
1. Центрирование раздаточной коробки. Регулировка положением опор раздатки и установкой/исключением регулировочных пластин под опоры (зависит от положения раздатки по отношению к КПП. Последние корректировки по опорам раздатки были такие — правая до упора вперед, левая до упора назад. Пластины под опорами — 4мм).
Помогает устранению вибрации центрирование узлов ДВС с КПП и РК: ослабление крепления опор узлов — разгон до 80км/ч — самопроизвольная остановка — затяжка креплений — тестовый выезд.

2. Перемонтаж промвала на 120+120 градусов. Замена промвала.

3. Оценка биения фланцев КПП и РК (при биении фланцев производится их перемонтаж с затяжкой на регламентированный момент и/или их замена). Оценка биения валов КПП и РК (очень-очень редкое проявление), пробная замена узла.

Критерии оценки:
Субъективно оценивается вибрация на подушке и спинке водительского сидения, вибрации на полу кузова, на педалях, на рулевом колесе, на рычагах КПП и раздаточной коробки.
«Идеальный автомобиль» — плавное нарастание вибраций, пропорциональное росту оборотов двигателя, частота и амплитуда вибрации соответствует работе двигателя.
«Приемлемый уровень» — плавное кратковременное увеличение уровня вибраций в диапазоне 3300…3800 об/мин. (не более чем в 3 раза относительно 2600 об/мин).
«Не приемлемый уровень» — резкое увеличение уровня вибраций, биение в шасси и трансмиссии, основная составляющая вибрации не «двигатель», а «трансмиссия и шасси».

Добрый день!

Рекомендации следубщие:

1. Пробный выезд

2. Проверка биения колёс на подъёмнике

3. Проверить состояние подушек крепления двигателя, КПП, РК.

4.Запустить двигатель, перевести РК в нейтральную передачу, включить четвертую передачу КПП, поднять обороты до 1800-2500.

5. Проверка пром. вала на закусывание

6. Проверка фланца 2107-1701238 КПП на биение (0.2мм)

7. Проверка вторичного вала КПП на биение (0,15)

8. Поочередное отсоединяем карданные валы. Проверка на подъемнике при включенной блокировке РК, повышенная передача РК, 3-4 передача КПП, 1800-2500 оборотов двигателя

9. Отцентрировать РК по методике. Выставляем автомобиль на подъемник, ослабляем крепления подушек двигателя, крепления КПП и РК. Включить повышенную передачу РК, разогнать до скорости 60-80кмч, перевести КПП в нейтральную передачу, дождаться самостоятельной остановки вращения колес, при работающем двигателе затянуть все крепления

10. Заменить провал, повторить пункт 8 (без ослабления крепления двигателя)

11. Заменить КПП и повторить пункт 8 (без ослабления двигателя).

Добрый день, автомобиль 4х4 дата выпуска 06.2020г.. проявление вибрации наибольшее при разгоне на скорости 30-40км\ч и при движении на скорости от 100 км\ч до 110км\ч. удалось «вылечить» заменой фланцев КР 2шт. и фланцем КПП (вторичного вала). Биение фланцев составляло: верхний фланец (0,4мм), фланец переднего кардана 0,6мм. биения валов было в пределах 0,1мм.

Приветствую!
Мы, после всех танцев с бубном, выполнив все рекомендации, победили вибрацию путем установки подушек раздатки от Нива Шевроле 21214 1801012 02, отбалансировали и всё, проблема ушла.

Доброго дня, коллеги!
Автомобиль Нива 4Х4, дата выпуска 09.2020. Вибрация при разгоне автомобиля на скорости от 40 км/ч и выше. Выполнили центрирование РК — не помогло. Убрали регулировочные пластины из под опор РК — помогло. Проконтролировали зазор между чехлом КВ и поперечиной = 11мм.

Важное замечание:
Исключение (уменьшение) количества регулировочных пластин под опорами раздаточной коробки, должно помочь при устранении вибрации.
Но данный способ (поднятие РК вверх) может повлечь проявление контакта чехла ШРУСа переднего КВ о ребро поперечины подвески двигателя. Безопасный зазор должен составлять не менее 7мм.

Вибрации на ниве. Причины и методы устранения.

Теме, вибрации на ниве, наверное посвящено самое большое количество статей, посвященных семейству нива. Большинство из них, как всегда, достаточно общие. Рекомендации как под копирку: замените карданы на ШРУСовые, отцентрируйте раздатку и будет счастье. Но все это борьба с вибрациями «первого порядка», от которых машину просто трясет. Я хочу рассказать о вибрации на ниве «второго порядка» и способах борьбы. Проявляются она как правило или в виде «морской болезни» или в виде трясущихся зеркал, когда невозможно прочитать номер машины, едущей сзади. То есть явных вибраций вы не чувствуете, но выходя из машины после «дальняка», с головой чего то «не то».

Вибрации на ниве, пролог

Введение в историю. В коллективе людей, с которыми я работаю, достаточно много людей с разными характерами, образованиями и астрологиями )) Это я к тому, что «дева» – это «ДЕВА». И либо ты это понимаешь, либо убей его сразу. Для примера: когда у данного человека возникли проблемы с КПП и он решил довести ее «до ума» и перебрать, он делал это ПЯТЬ РАЗ. Иногда меняя в ходе разборки один подшипник, который не нравился, по одной ему ведомой причине ))) И вот данный человек предложил мне поискать вибрации, потому как коробка перебрана 5 раз, раздатка 10, и даже ШРУСовые карданы “серп и молот”, были отвезены на дополнительную балансировку.

Не буду рассказывать, как это иногда выглядело. Но Гайдай, мог бы снять еще одну из своих гениальных комедий. Мы не стали особо умничать, а просто воспользовались опытом нивоводов, дабы подтвердить или опровергнуть, данные знания.

Конкретика. Фланцы и вертолеты.

Доработанный фланец редуктора и раздатки.

Результаты удивили даже нас, хотя вроде в этом автомобиле нас уже ничего не должно удивлять. На фото представлен фланец редуктора, он же фланец раздатки. И вроде бы деталь вращения с четным количеством шлицов, и четным количеством отверстий. Но автоТАЗ так просто «не возьмешь». У данной детали есть посадочный диаметр (по шлицам) и привалочная плоскость. Мы сделали приспособу из выходного вала раздатки. Очень тщательно отцентровали на осевое биение, и зажимая фланцы, как это мы делаем на раздатке и редукторах, стали их проверять на биение торцевой плоскости. Результаты удручают. НЕ ИМЕЮТ биения 20% изделий. Были фланцы где биение достигало 0,5мм. Чтобы не было сомнений в запчастях, мы поснимали фланцы с конвейерных машин, результат тот же. На «вертолетах» КПП картина ровно такая же.

Кто виноват и что делать?

Думаю что первый вопрос риторический ))) Но попытаемся ответить хотя бы «почему именно так». Я по образованию и работе инженер-механик, технология производства находится на среднем уровне, поэтому я обратился за консультацией к технологу военного завода. Как надо: заготовка делается прессом, проводится черновая обработка с припусками, делается термичка, деталь обрабатывается вчистовую по «основным и посадочным» размерам. Как сделано: удален последний этап. После термообработки деталь коробится и не «выводится» вчистовую. Либо ставится при финишной обработке на цилиндрическую оправку, чего делать нельзя. Так как при данной конструкции, все центруется на шлицах.

Ответ на второй вопрос. Мы закупаем на заводе ящик, где лежат завернутые в масляную бумагу, 100 «полуфабрикатов» фланцев, тащим их на токарный станок, настраиваем «доводочную приспособу» и доводим до ума всю партию.

Подушки раздатки.

подушка раздатки нового образца

Вот в данной новой детали, мы полностью на стороне конструкторов автоТАЗа. Деталь, которую действительно можно назвать тюнинговой. Много «резинового мяса» и конструкция уже работает совершенно по другому. Рекомендуем поменять подушки раздатки старого образца, на подушки нового образца, при первой возможности. На очень многих сайтах посвященных ниве, данные подушки рекламируют как запчасть от нивы-урбан, и просят большие деньги. Между тем данная деталь ставится просто на М-ки. Каталожный номер 21214-1801012-02.

Пример из истории. Надежность мерсовских подвесок уже вошла в истории и легенды. Речь не о современных многорычажках, в которых насчитывается по 20 деталей, речь о машинах выпуска 90 годов. Секрет прост, почти все сайлентблоки и подушки были размером с кулак, поэтому и ходили по 300-500тыс.

Статьи в тему: ШРУСовые карданы

крышки раздатки с двухрядными подшипниками

Измерение, контроль и стандарты: Ответы по охране труда

Ответы по охране труда Информационные бюллетени

Легко читаемые информационные бюллетени с вопросами и ответами, охватывающие широкий спектр тем по охране труда и технике безопасности на рабочем месте, от опасностей и болезней до эргономики и продвижения по службе. . ПОДРОБНЕЕ >

Загрузите бесплатное приложение OSH Answers

Поиск по всем информационным бюллетеням:

Поиск

Введите слово, фразу или задайте вопрос

ПОМОЩЬ

Как измерить вибрацию?

Полная оценка воздействия вибрации требует измерения виброускорения в метрах на секунду в квадрате (м/с ² ). Направление воздействия вибрации также важно и измеряется в определенных направлениях. Также определяются частоты вибрации и продолжительность воздействия. Насколько сильно человек сжимает инструмент, влияет на количество вибрационной энергии, поступающей в руки; следовательно, сила захвата руки является еще одним важным фактором при оценке воздействия.

Величина воздействия определяется измерением ускорения в единицах м/с ² . Ускорение часто используется в качестве меры воздействия вибрации по следующим причинам:

Имеется несколько типов приборов для измерения ускорения, скорости изменения скорости или направления в единицу времени (например, в секунду).
Измерение ускорения также может дать информацию о скорости и амплитуде вибрации.
Степень вреда связана с величиной ускорения.

Данные медицинских исследований говорят нам о том, что степень вреда связана с величиной ускорения.

Контрольно-измерительные приборы

Типичная система измерения вибрации включает в себя устройство для определения вибрации (акселерометр) и прибор для измерения уровня вибрации.

Это оборудование также имеет настройки для измерения частоты, сети взвешивания по частоте и дисплея, такого как счетчик, принтер или самописец.

Акселерометр выдает электрический сигнал. Размер этого сигнала пропорционален приложенному к нему ускорению. Сеть частотного взвешивания имитирует человеческую чувствительность к вибрациям разных частот. Использование взвешивающих сетей дает единое число в качестве меры воздействия вибрации и выражается как частотно-взвешенное воздействие вибрации в метрах в секунду в квадрате (м/с ² ) единиц ускорения.

Рисунок 1

Сеть частотной коррекции для вибрации кистей рук приведена в стандарте Международной организации по стандартизации (ISO) ISO 5349. Рука человека не одинаково чувствительна к энергии вибрации на всех частотах. Чувствительность является самой высокой около 8-16 Гц (Герц или циклов в секунду). Измерительное оборудование учитывает этот факт, используя весовую сеть. Усилению присваивается значение 1 для частот вибрации, к которым система рука-рука имеет наибольшую чувствительность.

Пунктирные линии на рисунке 1 представляют допуски фильтра в сети взвешивания.

Существуют ли методы контроля воздействия вибрации?

Защита рабочих от воздействия вибрации обычно требует сочетания правильного выбора инструментов, использования соответствующих вибропоглощающих материалов (например, в перчатках), передовых методов работы и образовательных программ.

Каковы некоторые примеры контроля воздействия вибрации?

Антивибрационные инструменты

Инструменты могут быть сконструированы или установлены таким образом, чтобы снизить уровень вибрации. Например, использование антивибрационных цепных пил снижает уровень ускорения примерно в 10 раз. Эти типы цепных пил требуют хорошего технического обслуживания. Техническое обслуживание должно включать периодическую замену амортизаторов. Некоторые компании по производству пневматических инструментов производят антивибрационные инструменты, такие как антивибрационные пневматические отбойные молотки, отбойные молотки и пневматические клепальные пистолеты с гашением вибрации.

Антивибрационные перчатки

Обычные защитные перчатки (например, хлопчатобумажные, кожаные), обычно используемые рабочими, не снижают вибрации, передаваемой на руки рабочих, когда они используют вибрирующие инструменты или оборудование. Антивибрационные перчатки изготавливаются с использованием слоя вязкоупругого материала. Фактические измерения показали, что такие перчатки имеют ограниченную эффективность. Если опасность вибрации невозможно устранить или надлежащим образом контролировать , можно использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как антивибрационные перчатки.

Безопасные методы работы

Наряду с использованием антивибрационных инструментов и перчаток, рабочие могут снизить риск вибрационного синдрома кистей рук (HAVS), соблюдая следующие методы работы:

Используйте рукоятку с минимальной действие инструмента или процесса.
Носите достаточное количество одежды, включая перчатки, чтобы согреться.
Избегайте продолжительного воздействия, делая периоды отдыха.
По возможности устанавливайте инструмент на заготовку.
Не используйте неисправные инструменты.
Правильно ухаживайте за инструментами. Изношенные, тупые или несоосные инструменты будут вибрировать сильнее.
Обратитесь к врачу при первых признаках вибрационной болезни и спросите о возможности перехода на работу с меньшим воздействием.

Обучение сотрудников

Программы обучения являются эффективным средством повышения осведомленности о HAVS на рабочем месте. Обучение должно включать в себя правильное использование и уход за вибрирующими инструментами, чтобы избежать ненужного воздействия вибрации. Вибрационные машины и оборудование также часто производят сильный шум. Таким образом, обучение и образование в области контроля вибрации должны также учитывать проблемы контроля шума.

Вибрация всего тела

Следующие меры предосторожности помогают уменьшить воздействие вибрации на все тело:

Ограничьте время пребывания рабочих на вибрирующей поверхности.
Механически изолируйте источник вибрации или поверхность, чтобы уменьшить воздействие.
Обеспечьте хорошее техническое обслуживание оборудования, чтобы избежать чрезмерной вибрации.
Установка виброизолирующих сидений.

Конструкция устройства контроля вибрации представляет собой сложную инженерную задачу, и ее созданием должны заниматься квалифицированные специалисты. Многие факторы, характерные для конкретной рабочей станции, определяют выбор материала виброизоляции и методов монтажа станка.

Существуют ли какие-либо канадские правила или рекомендации по воздействию вибрации?

Во многих юрисдикциях Канады нет правил, касающихся воздействия вибрации. Тем не менее, разумно снизить уровень воздействия настолько, насколько это практически возможно, поскольку вибрация вызывает неблагоприятные последствия для здоровья. Это можно сделать с помощью технических средств контроля, безопасных методов работы и средств защиты. Конструкция виброгасящего оборудования и опор двигателя является наиболее эффективным инженерным методом контроля вибрационного воздействия.

В отсутствие официальных правил канадские агентства часто используют пороговые предельные значения (TLV) и рекомендации, рекомендованные Американской конференцией государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH). Эти TLV основаны на рекомендациях Международной организации по стандартизации (ISO).

Каковы стандарты или рекомендации по воздействию вибрации рук?

Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) разработала пороговые предельные значения (ПДК) для воздействия вибрации рук. В издании 2016 года говорится о ежедневном воздействии вибрации [эквивалентное суммарное значение за 8 часов] на уровне 5 м/с2 для представления условий, при которых считается, что большинство рабочих могут подвергаться многократному воздействию, не выходя за пределы этапа 1 Стокгольмской системы классификации вибраций, вызванных вибрациями. Белый палец. Стадия 1 называется «легкой» и описывается как «случайные приступы, затрагивающие только кончики одного или нескольких пальцев».

Каковы стандарты или рекомендации по воздействию вибрации всего тела?

Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) разработала пороговые предельные значения (ПДК) для воздействия вибрации на все тело. Издание 2016 г. относится к стандарту ISO 2631-1 «Механическая вибрация и удар. Оценка воздействия вибрации всего тела на человека» (опубликован в 1997 г. и подтвержден в 2014 г.). Стандарт фокусируется на возможном воздействии вибрации на здоровье, комфорт и восприятие, а также на заболеваемости укачиванием. Они предупреждают, что вибрация часто бывает сложной, содержит много частот, возникает в нескольких направлениях и меняется со временем.

TLV ACGIH используют «кривую», которая сравнивает зоны предосторожности ISO 2631 Health Guidance, взвешенное ускорение и время воздействия, а также серию расчетов для помощи пользователям.

Рекомендуется напрямую использовать рекомендации ACGIH и/или ISO.

Кроме того, важно помнить, что люди различаются по своей восприимчивости к последствиям воздействия вибрации, поэтому «пределы воздействия» следует рассматривать как ориентиры при контроле воздействия: их не следует рассматривать как верхний «безопасный» предел воздействия или граница между безопасным и опасным уровнями.

Документ последний раз обновлялся 1 декабря 2016 г.

Добавьте значок на свой веб-сайт или в интранет, чтобы ваши сотрудники могли быстро найти ответы на свои вопросы по охране труда и технике безопасности.

Что нового

Ознакомьтесь с нашим списком «Что нового», чтобы узнать, что было добавлено или изменено.

Нужна дополнительная помощь?

Свяжитесь с нашей информационной линией безопасности

905-572-2981

Звонок бесплатный 1-800-668-4284
(в Канаде и США)

Расскажите нам, что вы думаете

Как мы можем сделать наши услуги более полезными для вас? Свяжитесь с нами, чтобы сообщить нам.

Отказ от ответственности

Несмотря на то, что предпринимаются все усилия для обеспечения точности, актуальности и полноты информации, CCOHS не гарантирует, не гарантирует, не заявляет и не ручается за правильность, точность или актуальность предоставленной информации. CCOHS не несет ответственности за любые убытки, претензии или требования, возникающие прямо или косвенно в результате любого использования или доверия к информации.

ЧТО ТАКОЕ ВИБРАЦИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ И КАК ИХ УМЕНЬШИТЬ?

Когда вокруг точки равновесия возникают колебания, возникает механическое явление, известное как вибрация. В машиностроении вибрация — обычно от сил резания или самого станка — приводит к нежелательным результатам. Чтобы получить значительное конкурентное преимущество, вы должны понимать причины вибрации и знать, как ее преодолеть.

Что такое вибрация?

Вибрация — это механическое явление, при котором колебания происходят вокруг точки равновесия. Эти колебания могут быть периодическими, как колебания маятника, или случайными, как движение шины по гравийной дороге.

Иногда желательна вибрация. Например, мобильный телефон работает правильно, потому что звук — это вибрация воздуха. Однако чаще вибрация тратит энергию впустую, создавая нежелательную деформацию и шум. Например, большинство колебательных движений двигателей, электродвигателей и других работающих механических устройств нежелательны. Неуравновешенные вращающиеся части, неравномерное трение, зацепление зубьев шестерни и другие проблемы могут вызвать вибрацию, которую тщательно продуманные конструкции обычно сводят к минимуму.

Почему во время обработки возникает вибрация?

Динамические характеристики станка, заготовки и режущего инструмента могут ограничивать производительность резания. Слишком низкая жесткость, а также недостаточное гашение вибрации могут привести к проблемам с самовозбуждающейся вибрацией или «дребезжанием». Обладая базовыми знаниями об этом явлении, вибрация становится предсказуемой, что позволяет повысить производительность резки.

Почему следует избегать вибрации при обработке?

Вибрация во время обработки имеет множество негативных последствий, наиболее важными из которых являются следующие:

Дополнительный износ режущих кромок и неконтролируемый, непредсказуемый характер износа (например, сколы и трещины на режущих кромках), которые снижают надежность обработки.
Ухудшение качества поверхности и увеличение брака или переработанных деталей. Таким образом, вибрация подвергает опасности систему обработки и может привести к проблемам со сроками поставки и безопасностью поставок.
Два предыдущих эффекта вибрации также отрицательно сказываются на экономичности обработки. Вибрация стоит денег.
Поскольку вибрация требует энергии, она также тратит энергию и бросает вызов профессионализму операторов механической обработки.

Свяжитесь с нами, если у вас есть проблемы с вибрацией

Ознакомьтесь с соответствующим содержанием этой статьи, чтобы узнать о некоторых наших решениях

5

Какие существуют ТИПЫ вибрации при механической обработке?
Свободная вибрация при механической обработке Это сравнимо с тем, что происходит, когда вы тянете детские качели, а затем отпускаете их. Затем механическая система вибрирует на одной или нескольких своих «собственных частотах», а затем затухает до нуля.

Вынужденная вибрация при механической обработке
Вынужденная вибрация возникает, когда на механическую систему воздействует изменяющееся во времени возмущение (нагрузка, смещение или скорость). Возмущение может быть периодическим, установившимся или случайным. Когда неуравновешенная стиральная машина трясется или здание вибрирует во время землетрясения, это примеры вынужденной вибрации.

Рисунок 3 Вынужденные колебания (f = частота и A = амплитуда)

Частотная характеристика системы представляет собой одну из наиболее важных характеристик вынужденной вибрации. В явлении, называемом резонансом, амплитуда вибрации может стать чрезвычайно высокой, когда частота воздействия приближается к собственной частоте системы со слабым демпфированием. Собственная частота системы называется резонансной частотой. Когда вы толкаете ребенка на качелях, вы должны толкать их в нужный момент, чтобы качели поднимались все выше и выше, а большие движения не требуют приложения большой силы. Толчки нужны только для того, чтобы продолжать добавлять энергию в систему. В системах подшипников ротора любая скорость вращения, которая возбуждает резонансную частоту, называется критической скоростью.

Резонансная вибрация при механической обработке
Резонанс в механической системе может привести к системному отказу. Следовательно, анализ вибрации должен предсказать, когда может возникнуть этот тип резонанса, и определить превентивные меры. Дополнительное демпфирование может значительно уменьшить величину вибрации, как и изменение жесткости или массы системы для смещения собственной частоты от частоты воздействия. Если система не может измениться, возможно, частота воздействия может измениться (например, за счет изменения скорости машины, создающей усилие).

Рисунок 4 Резонансные колебания.
Ознакомьтесь с нашей обучающей передачей о микровибрациях

Роль сил резания в явлениях вибрации
Те же самые силы, которые режут металл, действуют и на режущий инструмент. Эти силы деформируют и изгибают режущий инструмент и могут привести к вибрации.

Рисунок 5 Силы резания и недостаточная прочность инструмента вызывают вибрацию при резании металла.

Динамический характер сил резания может привести к резонансной вибрации. Риск такой ситуации возрастает при использовании тонких режущих инструментов или заготовок, слишком высоких сил резания, материалов инструмента или заготовок с недостаточной демпфирующей способностью, неправильных методов резания или неправильной геометрии инструмента.
На рис. 6 показан стальной держатель инструмента (диаметр 100 мм и длина вылета 500 мм).

Рисунок 6 В некоторых ситуациях динамические силы резания могут привести к резонансной вибрации

При статической силе резания 500 Н этот инструмент отклонится на 25 мкм. Если бы сила резания изменялась по синусоидальному закону на частоте 142 Гц, возникло бы переменное отклонение с амплитудой в 20 раз большей, чем статическое отклонение. Это приведет к резонансной вибрации .
Резонансная вибрация может возникнуть, когда частота, с которой сила резания воздействует на режущую кромку, равна собственной частоте (резонансной частоте) режущего инструмента. К этой ситуации могут привести изменения условий резания (фрезерование), сильная периодическая фрагментация стружки или даже неравномерность структуры материала (см. рис. 7).
Машинисты также называют резонансную вибрацию болтовней. Сама по себе вибрация на самом деле не является проблемой, но в некоторых ситуациях вибрация может поставить под угрозу качество процесса из-за неконтролируемого износа режущей кромки или несовершенной обработки поверхности заготовки. В этих случаях требуется подавление вибраций, чего проще всего добиться путем изменения условий резания или, на втором этапе, путем изменения выбора инструмента.

Рисунок 7 Неравномерность структуры материала может вызвать вибрацию

В приведенном выше примере фаза 1 представляет ситуацию, в которой неровность материала создает динамическую составляющую силы резания. На этапе 2 эта неравномерность материала заготовки вызывает изменение толщины стружки. Это приводит к непрерывным динамическим силам резания, и когда их частота приближается к собственной частоте инструмента, может возникнуть резонансная вибрация.

Стабильность станка играет роль в вибрации
Любой анализ вибрации и связанных с ней рисков во время обработки должен учитывать стабильность станка . Станок не может обеспечить безграничную стабильность и, как правило, по мере увеличения скорости вращения шпинделя станка стабильность инструмента падает (см. рис. 8).

Рисунок 8 Лепестки устойчивости (Tlusty и Tobias) для станка.

Как правило, чем выше число оборотов в минуту (оборотов в минуту), с которыми работает станок, тем выше риск возникновения вибрации. При определенных скоростях, однако повышается стабильность . Выбранная частота вращения для конкретного режущего инструмента может находиться в диапазоне низкой стабильности, вызывая вибрацию и необходимость замедления станка для ее устранения. И наоборот, выбранное число оборотов может находиться в области высокой стабильности, что позволяет поддерживать условия резания на высоком уровне. Во избежание вибрации, особенно при обработке на высоких оборотах, тщательно выбирайте скорость.

Как определить изгиб цилиндрической балки, защемленной с одной стороны?
В общей механике модель, показанная ниже (рис. 9), определяет изгиб односторонне защемленной цилиндрической балки (например, внутренняя токарная оправка, фреза, сверло и т. д.). Проще говоря, чем больше изгиб или отклонение, тем выше риск вредной вибрации, включая резонансную вибрацию, а уменьшение изгиба или отклонения инструмента снижает риск вибрации.

Рисунок 9 Зависимость изгиба, усилия и главных размеров односторонне защемленной цилиндрической балки.

С этой точки зрения снижение риска вибрации требует минимизации отклонения или изгиба инструмента.
Этого можно добиться несколькими способами.
Уменьшите силы резания или измените направление, в котором силы резания действуют на систему.
Сделайте инструмент более прочным, с более высоким сопротивлением изгибу. Формула на рис. 10 показывает, что удвоение длины вылета увеличивает прогиб в 8 раз, тогда как удвоение диаметра уменьшает прогиб в 16 раз. Таким образом, более короткие или большие инструменты несут меньший риск вибрации. Таким образом, отношение вылета (L/D = длина без опоры или вылет, деленная на диаметр) часто обеспечивает измерение для быстрого анализа риска вибрации. Некоторые рекомендации, основанные на коэффициенте свеса:
Вибрация обычно не возникает, если отношение вылета меньше 3.
Риск вибрации возникает, если отношение вылета меньше 6.
Вибрация может возникнуть, если отношение вылета меньше 9.
, если коэффициент вылета больше 9, вибрация неизбежна, а классические инструменты часто не могут решить проблему.
Используйте более жесткий инструментальный материал. Модуль упругости (Е) является основным элементом. Замените, например, стальной хвостовик инструмента на твердосплавный, и прогиб уменьшится до 50 %. Этот подход можно комбинировать с использованием конусной оснастки.

Учет вылета в условиях вибрации

При использовании коэффициента вылета для прогнозирования риска вибрации делайте это с осторожностью . Дальнейший анализ формулы на рисунке 9 приводит к формуле, показанной на рисунке 10, которая очень показательна, если ее записать в такой форме и применить к двум примерам. Во-первых, инструмент с длиной вылета 200 и диаметром 50 мм будет иметь коэффициент вылета 4. Во-вторых, другой инструмент длиной 100 мм и диаметром 25 мм также будет иметь коэффициент вылета 4. оба этих инструмента показывают одинаковый риск вибрации? Примените эти значения для двух инструментов в формуле на Рисунке 10, и вы обнаружите, что второй инструмент показывает двойной изгиб и, таким образом, удваивает риск вибрации.
При высоком риске вибрации наиболее важен диаметр инструмента .

Рисунок 10 Изгиб в зависимости от длины и диаметра выступа.

КАК МИНИМИЗИРОВАТЬ И КОНТРОЛИРОВАТЬ вибрацию при механической обработке?
Некоторые практические шаги могут свести к минимуму или избежать риск вибрации. Используйте все эти шаги, чтобы изменить величину или направление, в котором силы резания воздействуют на режущий инструмент.
Используйте угол режущей кромки, близкий к 90°.
Используйте меньший радиус вершины и/или более острую режущую кромку.
Уменьшите глубину резания и увеличьте подачу.
Изменение скорости резания.
Используйте лучшую систему зажима инструмента (например, инструменты Seco-Capto и Seco Steadyline ).
Примените первый совет — используйте угол режущей кромки, близкий к 90°, — по-другому при фрезеровании. Как и при точении, результирующие силы резания будут действовать примерно перпендикулярно режущим кромкам (рис. 12). Поскольку вы рассматриваете фрезу, зажатую в шпинделе фрезерного станка, и оцениваете риск изгиба (рисунок 13), определите риск вибрации на основе силы резания, умноженной на расстояние между направлением силы резания и «эталоном». «точка в шпинделе. Каждый шпиндель станка имеет фиксированную опорную точку, вокруг которой может вращаться шпиндель.

Рисунок 11 Улучшенный зажим режущего инструмента снижает риск вибрации.

При сравнении фрезы с квадратным уступом (угол режущей кромки 90°) и фрезы с высокой подачей (угол режущей кромки всего несколько градусов) расстояние между направлением силы резания и контрольной точкой меньше, следовательно, риск вибрации (при тех же силах резания) меньше.
Рисунок 12 Величина и направление силы резания для фрезы (примерно перпендикулярно режущей кромке).

Рисунок 13 (F x l) определяет риск вибрации при фрезеровании.

ВАШ КОНТРОЛЬНЫЙ СПИСОК ПО СНИЖЕНИЮ ВИБРАЦИИ В СООТВЕТСТВИИ С ВАШИМ ПРИМЕНЕНИЕМ

КАК СНИЖАТЬ ВИБРАЦИИ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ?
Чтобы решить проблемы с вибрацией при фрезеровании, выберите соответствующие инструменты и условия резания, чтобы изменить размер и направление сил резания.
Выбирайте фрезы с крупным шагом и зажимайте их с минимально возможным вылетом.
Выберите режущие кромки с положительной геометрией.
Выберите фрезу меньшего диаметра, особенно с инструментом Steadyline.
Выберите малый радиус режущей кромки.
Выбирайте марки карбида с более тонким покрытием.
Используйте большие подачи на зуб. Уменьшите скорость вращения и поддерживайте подачу стола для больших подач на зуб. Не уменьшайте подачу на зуб при возникновении вибрации.
Уменьшить осевую и радиальную глубину резания.
Используйте стабильные системы крепления фрез. При использовании модульных систем крепления инструмента используйте максимально возможный размер соединения. Используйте коническую державку.
Расположите фрезу по центру заготовки. Применять методы ап-фрезинга.
Начните с нормальной подачи и скорости резания. Если возникает вибрация, постепенно вносите изменения следующим образом:
Увеличьте подачу,
Увеличьте скорость вращения.
Уменьшить скорость вращения.
Уменьшайте подачу до тех пор, пока вибрация не исчезнет или, по крайней мере, не сведется к минимуму.

КАК УМЕНЬШИТЬ ВИБРАЦИИ ПРИ ПОВОРОТЕ?
Следующие шаги влияют на результаты токарной обработки. Используйте их в качестве контрольного списка для устранения неполадок с вибрацией.
Выберите базовую систему инструментов и размеры для максимальной стабильности и жесткости. Зажимайте инструменты с максимально коротким вылетом. Это обеспечивает более высокую собственную частоту инструмента и уменьшает отклонение, что облегчает предотвращение вибрации или ее гашение, если она возникает.
Тщательно выбирайте тип и размер пластины и радиус вершины. Выберите наименьший возможный радиус вершины и сделайте его меньше глубины резания, если это возможно, чтобы снизить пассивную силу резания. Ограничьте глубину резания, чтобы свести к минимуму отклонение инструмента и гарантировать правильные допуски на обработку заготовки. Если возможна вибрация, выберите пластину с небольшим углом при вершине (60 ° или 55 °), чтобы сочетать легкое резание с хорошей прочностью кромки.
Выберите пластину с острой режущей кромкой и геометрией режущей кромки для легкого резания и небольшого отклонения инструмента. Обратите внимание, что более острые режущие кромки слабее и требуют надлежащего стружкодробления.
Выберите пластину из более прочного твердого сплава и с более острой геометрией, хотя режущие кромки при этом имеют меньшую прочность и могут преждевременно сломаться или сломаться. Чтобы повысить передовую надежность и срок службы инструмента, компенсируйте более слабую геометрию более прочным режущим материалом.
Тщательно выбирайте условия резания, чтобы свести к минимуму глубину резания. При серьезном риске вибрации используйте подачу не менее 25 % от радиуса вершины. Оцените скорость резания, чтобы избежать работы в зоне оборотов с меньшей стабильностью станка.

КАК УМЕНЬШИТЬ ВИБРАЦИИ ПРИ РАСТОЧНОЙ РАБОТЕ?
Следующие шаги влияют на результаты растачивания. Используйте их в качестве контрольного списка для устранения неполадок с вибрацией.
Проверьте коэффициент вылета и при необходимости измените инструмент. Можно ли использовать инструмент большего диаметра? Конический тип инструмента? Модульный тип инструмента с другим диаметром?

Используйте максимально возможный зажим инструмента (Seco-Capto).
Разместите режущую кромку на центральной высоте.
Выберите режущие кромки с положительной геометрией и малым радиусом. Выбирайте марки карбида с более тонким покрытием.
Тщательно выбирайте тип и размер пластины и радиус вершины. Выберите наименьший возможный радиус вершины и сделайте его меньше глубины резания, если это возможно, чтобы снизить пассивную силу резания. Ограничьте глубину резания, чтобы свести к минимуму отклонение инструмента и гарантировать правильные допуски на обработку заготовки. Если возможна вибрация, выберите пластину с небольшим углом при вершине (60 ° или 55 °), чтобы сочетать легкое резание с хорошей прочностью кромки.

Разное